DE1026809B

DE1026809B - Verfahren zur Herstellung von poroesen, gepraegte Rippen aufweisenden Scheidern fuer Akkumulatoren

Info

Publication number: DE1026809B
Application number: DEU1880A
Authority: DE
Inventors: Edwin Carl Uhlig; Linwood Asa Murray Jun
Original assignee: United States Rubber Co
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1952-01-04
Filing date: 1952-10-27
Publication date: 1958-03-27
Also published as: FR1071156A; US2717423A

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von geprägten Scheidern für Akkumulatoren, die aus Cellulosefaserplatten bestehen und mit einem hitzehärtbaren Harz imprägniert sind, und ein Verfahren, die geprägten Platten auszuhärten.

Eine große Anzahl elektrischer Akkumulatoren, die zur Zeit für die Automobilindustrie hergestellt werden, besitzt Holzscheider, die, auf einer ihrer Flächen mit Rippen versehen, die Bleiplatten im Akkumulator voneinander trennen. Holzscheider werden benutzt, weil sie billiger sind als andere brauchbare Materialien, z. B. billiger als Scheider aus feinporigem Hartgummi oder verflochtenen Glasfasern. Aber Holzscheider haben den Nachteil, daß sie bis zum Einsatz in den Akkumulator naß behandelt werden müssen, damit das Holz bis dahin nicht reißt.

Holzscheider haben aber noch den weiteren Nachteil, daß sie nicht in Trockenakkumulatoren verwendet werden können, weil sie immer in feuchtem Zustand gehalten werden müssen. Die obenerwähnten feinporigen Hartgummitrennwände sind zwar für Trockenakkumulatoreii brauchbar und haben viele Vorteile gegenüber den Holzscheidern, aber sie sind zu teuer, um auf dem Markt mit Holztrennwänden konkurrieren zu können.

Der erfindungsgemäße Scheider wird aus Platten aus aufsaugenden Cellulosefasern, z. B. Holzpulpen oder Baumwoll-Linters, hergestellt und mit einem hitzehärtbaren Harz imprägniert, welches nach dem Aushärten die Cellulosefasern vor der Wirkung des Elektrolyten schützt, die Festigkeit der Platte erhöht und der Trennwand genügend Steifheit gibt, so daß sie die gewünschte Rippenbildung unter allen Umständen beibehält.

Der erfindungsgemäße Scheider kann billig genug hergestellt werden, um im Preis mit Holzscheidern zu konkurrieren; er hat aber den wichtigen Vorteil gegenüber den Holzscheidern, daß er bis zum Einsatz in den Akkumulator nicht feucht gehalten zu werden braucht.

Mit der Herstellung der Scheider ist eine Anzahl von Problemen verbunden. Eines dieser Probleme entsteht dadurch, daß die Faserplatte zum Zerfall neigt, wenn sie mit der Batteriesäure in Berührung kommt; sie muß deshalb mit Harz so imprägniert werden, daß sie der Säurewirkung widersteht. Andererseits muß sie aber wieder genügend porös sein, damit die Säure frei durch sie hindurchgehen kann. Deshalb ist die bekannte Forderung an das Harz die, daß es die Porösität der Faserplatte nicht unzweckmäßig herabsetzt.

Ein Problem, das sich bei der Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergab, trat auf, wenn die Faserplatte geprägt wurde. Um einen geprägten Scheider herzustellen, ist es wichtig, daß die Prägung Verfahren zur Herstellung von porösen,

geprägte Rippen aufweisenden Scheidern

für Akkumulatoren

Anmelder:

United States Rubber Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. R. Poschenrieder,
Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Januar 1952

Edwin Carl Uhlig, Greenwood, R. L,
und Linwood Asa Murray jun., Cranston, R. I.

(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird, um die Verfahrenskosten niedrig zu halten; es wurde aber festgestellt, daß die Faserplatte bei schnellem Arbeitstempo leicht an den Rippen entlang reißt. Um solche Risse zu vermeiden, mußte also die Faserplatte vor dem Prägen zunächst mit einer Schutzfolie bedeckt werden, damit der Druck der Prägewalzen indirekt über die Schutzfolie auf die Faserplatte erfolgt. Diese Schutzfolien wirken als Spannungsverteilende mechanische Stütze für die Faserplatte und machen es möglich, die Faserplatte mit hoher Geschwindigkeit rißfrei zu prägen.

Erfindungsgemäß wird die Faserplatte in bekannter Weise vor dem Prägen mit einem in Wärme härtbaren Harz imprägniert und unmittelbar nach dem Prägen so weit getrocknet, daß der größte Teil der flüchtigen Bestandteile bis auf etwa 10 bis 15 Gewichtsprozent entfernt wird. Die Platte ist dann stabil, gegen die Batteriesäure unempfindlich und bleibt trotzdem so porös, daß sie den ungehinderten Säuredurchgang gestattet. Ihr Preis ist niedrig und kann mit dem aller marktgängigen wohlfeilen Fabrikate konkurrieren.

70S 957/132

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Die Zeichnung zeigt im wesentlichen eine Appa- Material nicht austrocknet und das Harz darin nicht ratur zur Ausführung des erfmdungsgemäßen Ver- härtet, bevor die Platte geprägt wird, fahrens. In der Prägevorrichtung wird die Walze 24' mit Fig. 1 ist eine mehr oder weniger schematische, teil- dem jetzt mit / bezeichneten Plattenmaterial durch die weise geschnittene Seitenansicht der Apparatur zum 5 Bremsvorrichtung 26 beider Abwicklung unter leichter Prägen, Härten und Schneiden einer Platte; Spannung gehalten, / durchläuft praktisch die ganze • Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Vertikal- Prägevorrichtung in waagerechter Richtung, schnitt durch die Apparatur für das Imprägnieren Es ist empfehlenswert, das Material vor der Prä- und Trocknen der Faserplatte als Vorbereitung für gung auf etwa 93° C zu erhitzen, da diese Temperatur den Prägeprozeß; ίο zusammen mit der geringen Feuchtigkeit, die noch im Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Präge- Material vorhanden ist, seine Biegsamkeit und Zerreißwalzen in Linie 3-3 der Fig. 1; festigkeit erhöht.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die Härtungs- Zwischen den elektrisch geheizten Platten 28 und 29 apparatur in Linie 4-4 der Fig. 1; hindurch, die dem Material die genannte Vor-Fig. 5 ist ein Querschnitt durch einen fertig- 15 temperatur von ungefähr 93° C geben, gelangt / dann geprägten Scheider; zu den Prägewalzen 31 und 32 bzw. der mit diesen Fig. 6 ist eine Flächenansicht des geprägten zusammenarbeitenden Vorrichtung, die dem Material Scheiders nach Fig. 5. während des Prägens eine obere Schutzfolie 35 und Die Art der Faserplatte, welche zur Ausführung der eine untere, 36, zuführt. Diese Folien können aus vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist wichtig, 20 Metall oder einem dünnen plastischen Film bestehen, wenn gute Scheider hergestellt werden sollen. Er- vorzugsweise bestehen sie aber aus einem nur in forderlich ist eine aufsaugende Cellulosefaserplatte, Querrichtung streckbaren Gewebe. Sie haben vorzugsdie aus Baumwoll-Linters oder Holzpulpen hergestellt weise die Form endloser Bänder, welche zwischen den ist und die, von dem größten Teil der natürlichen Prägewalzen mit der vorrückenden Platte / hindurch-Harze befreit, zumindest 85% Alphaoellulose enthält. 35 gehen und verhältnismäßig lang sind, um die durch Die Faserplatte soll eine gleichmäßige Dicke (etwa das wiederholte Hindurchgehen zwischen den Präge-0,76 mm) und Faserverteilung haben und soll porös walzen 31 und 32 entstehende Abnutzung zu versein, damit das Harz, mit dem die Platte imprägniert teilen. Es wurde gefunden, daß die Lebensdauer dieser wird, tief in sie eindringt und von den Fasern auf- Folien wesentlich erhöht werden kann, wenn ihre das gesaugt wird. 30 Plattenmaterial / berührende Oberfläche mit Kau-Die Art des Imprägnierungsmaterials ist ebenfalls tschuk bedeckt ist. Die Lebensdauer dieser Futter kann wichtig. Bevorzugt wird ein hitzehärtbares Phenol- weiter dadurch vergrößert werden, daß Talkum auf formaldehydharz, das vorzugsweise in Form einer die Kautschukflächen gebracht wird, um damit zu ver-Lösung des Harzes im Α-Zustand in einem wäßrigen hindern, daß das Harz in / die Futterflächen verklebt. Medium, z. B. in Wasser oder wäßrigem Aceton oder 35 In der Konstruktion der Fig. 1 wird gezeigt, wie wäßrigem niedrigem aliphatischen! Alkohol, wie auch die Folienbänder durch 39 bzw. 40 unter Span-Methanol, Äthanol oder Isopropanol, angewendet nung gehalten werden und Talkum mit den kettenwird. Es können jedoch auch andere hitzehärtbare betriebenen Bürsten 43 bzw. 46 auf die Schutzfolien-Harze, welche säurebeständig sind, z. B. Phenol- bänder aufgebracht wird. Diese Bürsten rotieren in furfurolharze, Melaminformaldehydharze usw., in 40 den Talkumbüchsen 44 bzw. 47 und werden von dem Form einer Lösung oder Suspension verwendet wer- Motor 49 angetrieben. Die Art, in welcher die Schutzden. Die Harzlösung muß aber in jedem Falle ge- folien 35 und 36 die Platte / während des Prägens nügend dünn sein, um die ganze Platte durchdringen schützen und festigen, wird in Fig. 3 gezeigt, und sich um die Fasern anlagern zu können. Die Wirkung der Prägewalzen 31 und 32 ist vor-Die saugfähige, poröse Celluloseplatte, Vorzugs- 45 zugsweise so, daß eine etwas zu starke Rippung R der weise in Form einer Rolle aus Papiergrundmaterial, Platte / eintritt, die hinterher zwischen den Walzen 50 ist in Fig. 2 mit P bezeichnet, über einen nicht ge- auf das gewünschte Maß reduziert wird. Es wurde zeigten Trägerkern gewickelt, der sich auf der Welle gefunden, daß dieser Doppelprozeß eine einwandfreie 11 dreht und mit der Bremsvorrichtung 12, 13, 14 Kontrolle der genauen Rippenhöhe ermöglicht, unter Spannung gehalten wird. Das Band P läuft dann 5° Von den Walzen 50 geht die fertiggeprägte Platte durch den Tank 15, wo es imprägniert wird, und von durch die verhältnismäßig lange Härtekammer, in dort durch die Walzen 17 hindurch, welche über- welcher sie den elektrischen Heizvorrichtungen 51 schüssige Flüssigkeit aus dem Plattenband ausdrücken. und 52 ausgesetzt wird. In der Härtekammer bleibt Den Trockner 19 durchläuft P dann auf dem durch die vorrückende geprägte Platte / bei einer Temperatur Pfeile angegebenen Wege, wird dabei der Trocken- 55 von etwa 260 bis 288⁰C so lange, bis das Harz, mit wirkung der Heizlampen 21 ausgesetzt, wobei vor- dem die Platte imprägniert wurde, erstarrt ist. zugsweise der größte Teil, aber nicht die gesamte Wenn die geprägte und nunmehr ausgehärtete Feuchtigkeit entfernt wird, verläßt den Trockner mit Platte / die Härtekammer verläßt, wird sie vorzugsnoch ungefähr 10 bis 15% Feuchtigkeitsgehalt und weise mit einem Netzmittel besprüht, wie bei 58 und wird schließlich auf die Antriebswalze 24 aufgewickelt. 60 59 gezeigt. Dieses Netzmittel dient dazu, die Platte Diese 10 bis 15% Feuchtigkeitsgehalt verursachen ein dem Elektrolyten gegenüber absorptionsfähig zu erwünschtes Quellen der Platte und machen sie bieg- machen, wenn sie zum ersten Male mit ihm in Besamer, rührung kommt. Danach werden die Seiten der Platte / Die imprägnierte Platte kann von der Walze 24 durch die Rotationsmesser 60 beschnitten, und / erhält sofort der in Fig. 1 gezeigten Prägeapparatur als 65 damit die für die Akkumulator trennwand gewünschte Rolle 24' zugeführt werden. Wenn jedoch wesentliche Breite.

Zeit, z. B. ein oder gar mehrere Tage, zwischen In einem letzten Arbeitsgang wird / dann durch das

Imprägnierung und Prägung vergehen, dann muß die Messer 67 auf Länge geschnitten und verläßt die Vor-

Waize 24 zwischenzeitlich in einem feuchtigkeits- richtung als fertige Trennwand 6". S entspricht dann

dichten Umschlag kühl gelagert werden, damit das 70 in Form und Aussehen etwa den Fig. 5 und 6.

Abschließend sei bemerkt, daß ein in jeder Beziehung einwandfreies Endprodukt mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von 18,3 m/min zu erreichen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von porösen, geprägte Rippen aufweisenden Scheidern für Akkumulatoren aus einer aufsaugenden, mit einer Lösung eines in Wärme härtbaren Harzes imprägnierten Cellulosefaserplatte, die so weit getrocknet wird, daß der größte Teil der flüchtigen Bestandteile, vorzugsweise bis auf 10 bis 15 Gewichtsprozent, entfernt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte zwischen sehr schnell drehenden Prägewalzen geprägt wird, daß eine Schutzfolie in Form eines Bandes aus in der Quer-

richtung streckbarem Material zwischen jeder Prägewalze und der mit Harz imprägnierten Platte vorgesehen ist, um ein Reißen der Platte zu verhindern, daß die Platte sofort nach dem Prägen gehärtet wird und die Platte danach zu Scheiden! zerschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfolien entfernt werden, bevor die geprägte Platte erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der Platte zum Aushärten des Harzes dadurch ausgeführt wird, daß die Platte durch einen hocherhitzten Durchgang hindurchgeht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 543 137, 2 531 504.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen